Aula 02 Parte I. Unidade II -Água e sua importância biológica; -Molécula da água; -Propriedades; -Equilíbrio químico

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1 Aula 02 Parte I Unidade II -Água e sua importância biológica; -Molécula da água; -Propriedades; -Equilíbrio químico Prof. Sara Cristiane Barauna - CMC

2 Importância Biológica Composição dos seres vivos: Compostos orgânicos e inorgânicos; 98% da massa corporal dos seres vivos é composta por 6 elementos: C, H,O, N, P, S. Elemento Símbolo Percentuais médios nas células Oxigênio O 65% Carbono C 18% Hidrogênio H 10% Nitrogênio N 3% Fósforo P 1,2% Enxofre S O,25%

3 Divisão dos compostos: Inorgânicos (não produzidos pelos seres vivos): Água (70% a 85%); Sais minerais (1%); Vitaminas (não são produzidas pelo corpo); Orgânicos (produzidas pelos seres vivos): Carboidratos; Lipídios; Aminoácidos e proteínas; Ácidos Nucleicos;

4 Importância Biológica Permeia todas as porções de todas as células; Importância em seres vivos: transporte de nutrientes e reações metabólicas; Todas as reações químicas de natureza biológica ocorrem em estado de solução; Regulação do equilíbrio térmico (dissipação de calor); Age como lubrificante (regiões de contato entre ossos e articulações);

5 A distribuição de água varia e acordo com a estrutura a ser considerada: A distribuição da água corpórea melhorou com o uso da impedância bioelétrica (Medida de condução elétrica que estima a quantidade de água corporal) Otimização diagnósticos

6 Que está relacionada a atividade metabólica... A quantidade de água é diretamente proporcional à atividade metabólica da célula. Neurônio 80% de água Célula óssea 50% de água A água corpórea total é maior ou menor em atletas?

7 A distribuição de água varia e acordo com o organismo (espécie) e idade: 98% 63% 94% 60%

8 Diferenças na distribuição de água < água com relação ao seu peso total > Tecido adiposo Emagrecimento utilizando-se diuréticos pode ou não pode ser utilizada em pessoas que apresentam obesidade? Qual o risco?

9 Água no Corpo Humano Com exceção do tecido ósseo, existe um intercâmbio entre líquidos extracelulares e intracelulares Água mantida encapsulada Tecido ósseo Líquido intracelular = 50% do peso do indivíduo (veículo de reações químicas); Líquido extracelular = 20% se divide em INTERSTICIAL, INTRAVASCULAR E TRANSCELULAR.

10 Água fora da célula Intersticial Intravascular Transcelular Gel nos espaços intercelulares e é contínua com o plasma através de poros nos capilares * Vasos sanguíneos (plasma) transporte de gases, alimentos e produtos do metabolismo. 2% Espaços sinoviais, peritonial, pleural, pericárdio, intra-ocular, além do líquido cefalorraquidiano lubrificar * Acúmulo anormal de fluido nos espaços teciduais intercelulares = EDEMA

11 Entrada de água no corpo humano

12 Saída de água no corpo humano

13 Balanço hídrico Corpo Humano Respiração - 0,4 litros Quanta água precisa repor por dia: Urina - 1,2 litros Transpiração - 0,6 litros Evacuação - 0,1 a 0,3 litros 75% Água TOTAL - 2,5 litros Beber água - 1,5 litros. Ingerir alimentos - 1,0 litro

14 Balanço hídrico

15 Água e Desidratação Apenas um número muito reduzido de organismos, a maioria bactérias, resiste a desidratação de mais de 50% do volume normal de água; A quantidade de água no citosol é essencial ao metabolismo celular: uma diminuição de 20% da quantidade normal inibe significativamente o metabolismo, enquanto uma diminuição de 30% dos níveis normais completamente para o metabolismo celular;

16 Curiosidades Posso substituir a ingestão de água por chá, café, sucos, vinho, cerveja? Quanto mais destas bebidas se consome, mais desidratado o corpo se torna; Bebidas contendo cafeína, por exemplo, disparam resposta de estresse devido ao forte efeito diurético, aumentando as micções; Bebidas com açúcar aumentam rapidamente os níveis de açúcar sanguíneo (>diurese);

17 Curiosidades Sob desidratação: As pessoas observam que realmente começam a reter água nas pernas, pés, braços e face. Os rins começam a economizar água, reduzindo a produção de urina e levando a retenção de produtos tóxicos potencialmente danosos; A diminuição da água no cérebro acarreta a diminuição da energia e deprime muitas funções vitais. Com baixo nível de energia cerebral, ficamos incapazes de lidar com o medo, a ansiedade, a raiva e muitas outras emoções.

18 Diferentes representações Molécula da água 1 Dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio ligados covalentemente; 2 Não linear = ANGULAR; H H 3 Oxigênio tem pares de elétrons livres que empurram os átomos de Hidrogênio O

19 Polaridade da molécula de Água 1 Eletronegativo = atrai elétrons compartilhados nas ligações covalentes com uma intensidade maior do que o hidrogênio. 2 (d-) Parcialmente negativo Parcial, por que os elétrons não estão sendo doados ou recebidos e sim: COMPARTILHADOS, em ligações COVALENTES. 3 (d+) Seus elétrons estão sendo puxados pelo O = perdem parcialmente elétrons

20 Pontes de Hidrogênio 1 Por ser polar atração eletrostática Pontes ou ligações de Hidrogênio Interação na qual um átomo eletronegativo (ex.; F, O, N) atrai um H com carga parcial positiva de uma molécula vizinha 2 Cada molécula de água pode formar no máximo 4 pontes de hidrogênio

21 Estado sólido 1 Moléculas ficam mais afastadas menos denso = FLUTUAÇÃO Estado líquido 2 Moléculas ficam mais próximas por isso mais densa do que o GELO

22 Líquido, Sólido, Gasoso... No gelo, cada molécula faz quatro pontes de hidrogênio; No estado líquido cada molécula está ligada, em média, a 3,4 outras moléculas de água (organização parecida com a do gelo; Na fusão do gelo são quebradas somente o mínimo de pontes de hidrogênio para que a água se torne líquida; Já na passagem para o estado gasoso a (quase) totalidade das pontes de hidrogênio são quebradas.

23 Densidade Densidade de uma substância mede o grau de compacidade desta substância. Definida pela razão entre a massa da substância e o seu volume. DENSIDADE = MASSA DA SUBSTÂNCIA (g) VOLUME DA SUBSTÂNCIA (cm 3 ou ml)

24 Água como solvente A água dissolve vários tipos de substâncias polares e iônicas (hidrofílicas), como vários sais e açúcar, e facilita sua interação química, que ajuda metabolismos complexos Hidrogênio (d+) 4 5 Oxigênio(d-) Opostos se atraem

25 Semelhante dissolve semelhante Soluções hidrofílicas (POLAR) (que se dissolvem na água) EX.: Sal de cozinha; Soluções hidrofóbicas (APOLAR) (que não se dissolvem) EX.: Óleo; Graxa (apolar) é removida quando utilizamos gasolina (apolar) Exceções

26 Se o sabão é feito de óleos e gorduras, como é capaz de limpar superfícies engorduradas? Composição sabão = gorduras animais e óleos vegetais; A mistura de óleos (ésteres) com soluções alcalinas (hidróxido de sódio ou potássio) deu origem a um produto que se dissolve em água e retira gorduras. Hidrocarbonetos

27 Anfipáticas Substâncias anfipáticas (fosfolipídeos, proteínas, ácidos nucleicos); A água forma micelas (macromoléculas, interatuando com a porção hidrofílica e repelindo a porção hidrofóbica

28 Gases apolares são pouco solúveis em água Sistemas biológicos utilizam proteínas transportadoras para aumentar a solubilidade dos gases. Ex.: hemoglobina-o 2; Capacidade de reagir com a água aumenta em muito a solubilidade; Nitrogênio (Apolar) Oxigênio (Apolar) Dióxido de carbono (Polar)

29 Efeito da osmolaridade do meio no movimento da água através da membrana de uma célula Solutos extracelulares Solutos intracelulares Meio isotônico - a quantidade de água que entra é igual a que sai A membrana celular é mais permeável a água do que aos seus solutos; Meio hipertônico a água sai, a célula crena Meio hipotônico a água entra, a célula incha até arrebentar

30 Facilita reações químicas Em algumas reações químicas a união entre moléculas ocorre com formação de água como produto (síntese por desidratação). Desidratação Reações de quebra de moléculas em que a água participa como reagente são denominadas reações de hidrólise. Hidrólise

31 Capilaridade Devido as ligações de hidrogênio, as moléculas de água tendem a se manter UNIDAS e COESAS; Para ADERIR a determinadas substâncias e até ASCENDER, como ocorre no xilema das plantas;

32 Tensão superficial Devido as ligações de hidrogênio, na superfície de contato da ÁGUA com o AR, se forma uma película (MEMBRANA DE MOLÉCULAS DE ÁGUA); Insetos conseguem andar sobre a água sem afundar; Força do peso que o inseto exerce não é o bastante para romper a membrana! Por isso gotas de água tem formato arredondado;

33 Transporte de substâncias Organismos mais evoluídos apresentam sistemas circulatórios (hemolinfa, sangue e seiva vegetal). A urina é uma maneira de eliminar toxinas. As células apresentam-se em estado coloidal (rico em água) o que facilita transporte de substâncias.

34 Lubrificante Nas articulações e entre os órgãos a água exerce um papel lubrificante para diminuir o atrito entre essas regiões. A lágrima diminui o atrito das pálpebras sobre o globo ocular. A saliva facilita a deglutição dos alimentos.

35 Calor específico Quantidade de calor que um grama de uma substância precisa absorver para aumentar sua temperatura em 1 C sem que haja mudança de estado físico. Devido ao alto calor específico da água, seres vivos não sofrem variações bruscas de temperatura;

36 Água como moderadora da temperatura A água possui calor específico e calores latentes elevados, devido ao fato de poder formar ligações de hidrogênio; É difícil esquentar ou esfriar a água; Tem de haver absorção de calor para romper as ligações de hidrogênio

37 Água como moderadora da temperatura Quando formadas as ligações de hidrogênio liberam calor; Assim a água estabiliza as temperaturas do ambiente e dos organismos; Prevenindo variações bruscas;

38 Estudo Dirigido - Texto 1 A reportagem de VEJA O guru do laxante descreve um incidente ocorrido em um centro de ioga em São Paulo no qual os praticantes eram estimulados a além de praticar a meditação e os exercícios ingerir uma quantidade enorme de água e chás laxantes. Muito provavelmente foi esta combinação que levou 18 jovens ao hospital.